Ang problema sa enerhiya ng sangkatauhan at mga paraan upang malutas ito

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang problema sa enerhiya ng sangkatauhan bawat taon ay lalong lumalaganap. Ito ay dahil sa paglaki ng populasyon ng mundo at ang masinsinang pag-unlad ng teknolohiya, na humahantong sa patuloy na pagtaas ng antas ng pagkonsumo ng enerhiya. Sa kabila ng paggamit ng nuclear, alternatibo at hydropower, patuloy na kinukuha ng mga tao ang bahagi ng gasolina mula sa bituka ng Earth. Ang langis, natural gas at karbon ay hindi nababagong likas na mapagkukunan ng enerhiya, at sa ngayon ang kanilang mga reserba ay nabawasan na sa isang kritikal na antas.

Simula ng wakas

Ang globalisasyon ng problema sa enerhiya ng sangkatauhan ay nagsimula noong dekada 70 ng huling siglo, nang matapos ang panahon ng murang langis. Ang kakulangan at isang matalim na pagtaas ng presyo ng ganitong uri ng gasolina ay nagdulot ng malubhang krisis sa pandaigdigang ekonomiya. At kahit na ang gastos nito ay nabawasan sa paglipas ng panahon, ang mga volume ay patuloy na bumababa, kaya ang problema sa enerhiya at hilaw na materyalesang sangkatauhan ay nagiging matalas.

Halimbawa, sa panahon lamang mula 60s hanggang 80s ng ikadalawampu siglo, ang dami ng produksyon ng karbon sa mundo ay 40%, langis - 75%, natural gas - 80% ng kabuuang dami ng mga mapagkukunang ito ginamit mula pa noong simula ng siglo.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga kakulangan sa gasolina ay nagsimula noong 70s at lumabas na ang problema sa enerhiya ay isang pandaigdigang problema para sa sangkatauhan, ang mga pagtataya ay hindi nagbigay ng pagtaas sa pagkonsumo nito. Ito ay binalak na sa taong 2000 ang dami ng pagkuha ng mga mineral ay tataas ng 3 beses. Kasunod nito, siyempre, ang mga planong ito ay nabawasan, ngunit bilang resulta ng labis na maaksayang pagsasamantala ng mga mapagkukunan na tumagal ng mga dekada, ngayon ay halos wala na ang mga ito.

Ang pangunahing heograpikal na aspeto ng problema sa enerhiya ng sangkatauhan

Isa sa mga dahilan ng lumalaking kakulangan ng gasolina ay ang paglala ng mga kondisyon para sa pagkuha nito at, bilang resulta, ang pagtaas ng halaga ng prosesong ito. Kung ilang dekada na ang nakalipas ang mga likas na yaman ay nasa ibabaw, ngayon kailangan nating patuloy na dagdagan ang lalim ng mga minahan, gas at mga balon ng langis. Ang mga kondisyon ng pagmimina at geological ng paglitaw ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa mga lumang pang-industriya na rehiyon ng North America, Kanlurang Europa, Russia at Ukraine ay lalong kapansin-pansing lumala.

Dahil sa mga heograpikal na aspeto ng mga problema sa enerhiya at hilaw na materyal ng sangkatauhan, dapat sabihin na ang kanilang solusyon ay nakasalalay sa pagpapalawak ng mga hangganan ng mapagkukunan. Kailangang matuto ng bagomga lugar na may mas magaan na kondisyon ng pagmimina at geological. Kaya, ang gastos ng produksyon ng gasolina ay maaaring mabawasan. Gayunpaman, dapat itong isaalang-alang na ang pangkalahatang intensity ng kapital ng pagkuha ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa mga bagong lugar ay karaniwang mas mataas.

Economic at geopolitical na aspeto ng mga problema sa enerhiya at hilaw na materyal ng sangkatauhan

Ang pagkaubos ng mga likas na reserbang panggatong ay humantong sa matinding kumpetisyon sa mga larangang pang-ekonomiya, pampulitika at geopolitical. Ang mga higanteng korporasyon ng gasolina ay nakikibahagi sa dibisyon ng mga mapagkukunan ng gasolina at enerhiya at ang muling pamamahagi ng mga saklaw ng impluwensya sa industriyang ito, na humahantong sa patuloy na pagbabagu-bago ng presyo sa pandaigdigang merkado para sa gas, karbon at langis. Ang kawalang-tatag ng sitwasyon ay seryosong nagpapalala sa problema sa enerhiya ng sangkatauhan.

Pandaigdigang seguridad ng enerhiya

Ang konseptong ito ay ginamit sa simula ng ika-21 siglo. Ang mga prinsipyo ng diskarte ng naturang seguridad ay nagbibigay ng maaasahan, pangmatagalan at katanggap-tanggap na supply ng enerhiya sa kapaligiran, ang mga presyo kung saan mabibigyang-katwiran at angkop sa mga bansang parehong nag-e-export at nag-aangkat ng gasolina.

Ang pagpapatupad ng diskarte na ito ay posible lamang kung ang mga sanhi ng problema sa enerhiya ng sangkatauhan ay aalisin at ang mga praktikal na hakbang ay naglalayong higit pang mabigyan ang ekonomiya ng mundo ng parehong tradisyonal na mga gasolina at enerhiya mula sa mga alternatibong mapagkukunan. Bukod dito, dapat bigyan ng espesyal na atensyon ang pagbuo ng alternatibong enerhiya.

Patakaran sa pagtitipid ng enerhiya

Sa panahon ng murang gasolina, maraming bansa sa daigdig ang nakabuo ng isang ekonomiyang napakalaki ng mapagkukunan. Una sa lahat, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay naobserbahan sa mga estado na mayaman sa mga mapagkukunan ng mineral. Ang listahan ay nanguna sa Unyong Sobyet, USA, Canada, China at Australia. Kasabay nito, ang dami ng katumbas na pagkonsumo ng gasolina sa USSR ay ilang beses na mas malaki kaysa sa America.

Ang kalagayang ito ay nangangailangan ng agarang pagpapakilala ng mga patakaran sa pagtitipid ng enerhiya sa domestic, industriyal, transportasyon at iba pang sektor ng ekonomiya. Isinasaalang-alang ang lahat ng aspeto ng mga problema sa enerhiya at hilaw na materyal ng sangkatauhan, ang mga teknolohiyang naglalayong bawasan ang tiyak na intensity ng enerhiya ng GDP ng mga bansang ito ay nagsimulang binuo at ipinatupad, at ang buong istrukturang pang-ekonomiya ng ekonomiya ng mundo ay muling itinayo.

Mga tagumpay at kabiguan

Ang pinakakilalang tagumpay sa larangan ng pagtitipid ng enerhiya ay natamo ng mga maunlad na bansa sa ekonomiya ng Kanluran. Sa unang 15 taon, nagawa nilang bawasan ang intensity ng enerhiya ng kanilang GDP ng 1/3, na humantong sa pagbawas sa kanilang bahagi sa pagkonsumo ng enerhiya sa mundo mula 60 hanggang 48 porsyento. Sa ngayon, nagpapatuloy ang trend na ito, na ang paglago ng GDP sa Kanluran ay lumalampas sa lumalagong pagkonsumo ng gasolina.

Mas malala ang sitwasyon sa Central at Eastern Europe, China at sa mga bansang CIS. Ang intensity ng enerhiya ng kanilang ekonomiya ay napakabagal na bumababa. Ngunit ang mga pinuno ng pang-ekonomiyang anti-rating ay mga umuunlad na bansa. Halimbawa, sa karamihan ng mga bansang Aprikano at AsyaAng mga pagkawala ng nauugnay na gasolina (natural na gas at langis) ay mula 80 hanggang 100 porsyento.

Realities and prospect

Ang problema sa enerhiya ng sangkatauhan at mga paraan upang malutas ito ngayon ay nakababahala sa buong mundo. Upang mapabuti ang kasalukuyang sitwasyon, ang iba't ibang mga teknikal at teknolohikal na pagbabago ay ipinakilala. Upang makatipid ng enerhiya, pinapabuti ang mga kagamitang pang-industriya at munisipyo, ginagawa ang mas maraming sasakyang matipid sa gasolina, atbp.

Kabilang sa mga pangunahing macroeconomic na hakbang ay ang unti-unting pagbabago sa mismong istruktura ng pagkonsumo ng gas, karbon at langis na may pag-asang mapataas ang bahagi ng hindi tradisyonal at renewable na mapagkukunan ng enerhiya.

Upang matagumpay na malutas ang problema sa enerhiya ng sangkatauhan, kailangang bigyan ng espesyal na pansin ang pagbuo at pagpapatupad ng mga panimula ng mga bagong teknolohiya na magagamit sa kasalukuyang yugto ng rebolusyong siyentipiko at teknolohiya.

Industriya ng nuclear power

Ang isa sa mga pinaka-promising na lugar sa larangan ng supply ng enerhiya ay ang nuclear energy. Sa ilang mauunlad na bansa, ang mga bagong henerasyong nuklear na reaktor ay inilagay na sa operasyon. Ang mga siyentipikong nuklear ay muling aktibong tinatalakay ang paksa ng mga reaktor na pinapagana ng mabilis na mga neuron, na, tulad ng dati nang naisip, ay magiging isang bago at mas mahusay na alon ng enerhiyang nuklear. Gayunpaman, hindi na ipinagpatuloy ang kanilang pag-unlad, ngunit ngayon ay naging makabuluhan muli ang isyung ito.

Paggamit ng mga MHD generator

Direktang pagpapalit ng enerhiya ng init sa kuryente nang walang mga steam boiler at turbinemagsagawa ng magnetohydrodynamic generators. Ang pag-unlad ng pangakong direksyon na ito ay nagsimula noong unang bahagi ng 70s ng huling siglo. Noong 1971, ang unang pilot-industrial MHD na may kapasidad na 25,000 kW ay inilunsad sa Moscow.

Ang pangunahing bentahe ng magnetohydrodynamic generators ay:

• mataas na kahusayan;
• kapaligiran (walang mapaminsalang emisyon sa atmospera);
• instant start.

Cryogenic turbogenerator

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang cryogenic generator ay ang rotor ay pinalamig ng likidong helium, na nagreresulta sa epekto ng superconductivity. Ang hindi mapag-aalinlanganang mga bentahe ng unit na ito ay kinabibilangan ng mataas na kahusayan, mababang timbang at mga sukat.

Ang isang pilot na prototype ng isang cryogenic turbogenerator ay nilikha noong panahon ng Sobyet, at ngayon ay nagaganap ang mga katulad na pag-unlad sa Japan, USA at iba pang mauunlad na bansa.

Hydrogen

Ang paggamit ng hydrogen bilang panggatong ay may magagandang pag-asa. Ayon sa maraming mga eksperto, ang teknolohiyang ito ay makakatulong sa paglutas ng pinakamahalagang pandaigdigang problema ng sangkatauhan - ang problema sa enerhiya at hilaw na materyales. Una sa lahat, ang hydrogen fuel ay magiging isang alternatibo sa likas na mapagkukunan ng enerhiya sa mechanical engineering. Ang unang hydrogen car ay nilikha ng Japanese company na Mazda noong unang bahagi ng 90s; isang bagong makina ang binuo para dito. Ang eksperimento ay naging medyo matagumpay, na nagpapatunay sa pangako ng direksyong ito.

Mga electrochemical generator

Ito ang mga fuel cell na tumatakbo din sa hydrogen. Pinadaanan ang gasolinapolimer lamad na may isang espesyal na sangkap - isang katalista. Bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon sa oxygen, ang hydrogen mismo ay na-convert sa tubig, na naglalabas ng kemikal na enerhiya sa panahon ng pagkasunog, na nagiging elektrikal na enerhiya.

Ang mga fuel cell engine ay nailalarawan sa pinakamataas na kahusayan (mahigit sa 70%), na dalawang beses kaysa sa mga conventional power plant. Dagdag pa, ang mga ito ay madaling gamitin, tahimik habang tumatakbo at hindi kailangang ayusin.

Hanggang kamakailan, ang mga fuel cell ay may makitid na saklaw, halimbawa sa pagsasaliksik sa kalawakan. Ngunit ngayon ay nagtatrabaho sa pagpapakilala ng mga electrochemical generators ay aktibong isinasagawa sa karamihan sa mga maunlad na bansa sa ekonomiya, kung saan ang Japan ay sumasakop sa unang lugar. Ang kabuuang kapangyarihan ng mga yunit na ito sa mundo ay sinusukat sa milyun-milyong kW. Ang New York at Tokyo, halimbawa, ay mayroon nang mga power plant na gumagamit ng gayong mga cell, at ang German automaker na Daimler-Benz ang unang gumawa ng gumaganang prototype ng isang kotse na may makina na gumagana sa prinsipyong ito.

Controlled thermonuclear fusion

Sa loob ng ilang dekada, isinagawa ang pananaliksik sa larangan ng thermonuclear energy. Ang atomic energy ay batay sa reaksyon ng nuclear fission, at ang thermonuclear energy ay batay sa reverse process - ang nuclei ng hydrogen isotopes (deuterium, tritium) ay pinagsama. Sa proseso ng nuclear combustion ng 1 kg ng deuterium, ang halaga ng enerhiya na inilabas ay 10 milyong beses na mas malaki kaysa sa nakuha mula sa karbon. Ang resulta ay talagang kahanga-hanga! Iyon ang dahilan kung bakit ang thermonuclear energy ay itinuturing na isa sa mga pinaka-promising na lugar sa paglutas ng mga problema ng pandaigdigankakulangan sa enerhiya.

Mga Pagtataya

Ngayon ay may iba't ibang mga senaryo para sa pag-unlad ng sitwasyon sa pandaigdigang sektor ng enerhiya sa hinaharap. Ayon sa ilan sa kanila, sa pamamagitan ng 2060 global energy consumption sa katumbas ng langis ay tataas sa 20 bilyong tonelada. Kasabay nito, sa usapin ng pagkonsumo, aabutan ng mga umuunlad na bansa ang mga maunlad.

Sa kalagitnaan ng ika-21 siglo, ang dami ng fossil na pinagmumulan ng enerhiya ay dapat na bumaba nang malaki, ngunit ang bahagi ng renewable energy sources, lalo na ang hangin, solar, geothermal at tidal sources, ay tataas.